CN109073988B - 用于曝光基板的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于曝光基板（200）的装置（1），所述基板具有至少一个曝光单元和掩模（100），所述曝光单元包括用于电磁辐射的辐射发生器（2），并且具有掩模（100），所述掩模对所述电磁辐射来说至少局部是透明的，以用于将包含在掩模中的结构或者信息传输到基板上。在此，提出了，所述掩模（100）通过接收和保持装置（6）与曝光单元连接并且通过低压而被保持在其上，其中，所述掩模通过支撑元件（70、80）在平面的并且平行于所述基板（200）的取向中得到支撑。

Description

用于曝光基板的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的装置。

背景技术

使用光学掩模来将信息或者平面的结构传输到基板上是已知的，并且，这例如在半导体工业中被用于制造线路或者半导体结构（如，晶体管或者集成电路）。尤其地，也使用掩模来制造显示器，其中，在此部分地使用玻璃或者石英掩模，所述玻璃或者石英掩模具有几平方米的尺寸，以便在一个工艺步骤中例如将线路布置从掩模传输到能够光致结构化的显示器玻璃或者光敏层上，所述光敏层在所述显示器玻璃上。在此通常的是，显示器玻璃包含多个用于对应的单个产品的制造总电路板，使得在一个工艺步骤中能够处理例如八个显示器，所述显示器分别具有例如65“的尺寸。

通过光敏层通过掩模来曝光的方式，在此实现了结构的传输，所述光敏层在前一步骤中被施加在显示器玻璃上，由此，包含在掩模中的面结构被传输到显示器玻璃的光敏层上。然后，在随后的步骤中，除去未曝光区域的光致抗蚀剂，并且，在现在裸露的区域中例如施加线路。随后，于是除去已曝光的光致抗蚀剂，并且，显示器玻璃可用于另外的工艺步骤，例如，用于施加半导体层。在此，在工艺技术上有利的是，将掩模保持在水平位置中并且将曝光单元布置在掩模上方，使得掩模被从上方垂直照射，所述曝光单元由多个灯和对应的、适配的光学系统构成。然后，待曝光的基板在曝光过程中从下方被引导到掩模处，并且，在曝光过程中被保持在恒定位置中。

为了获得尽可能边缘清晰的图像，并且，为了实现尽可能精细的结构，在此必要的是，在整个工作区域上将在掩模和基板之间的距离保持为恒定并且尽可能小的。为此，尤其必要的是，保持具有高的平坦度的、水平布置的掩模，以便实现尽可能小的弧度或波纹度，这会导致到基板的、局部不同的距离并且因而导致局部不同的曝光结果。

在此，造成困难的是，所使用的掩模分别代表薄的玻璃板，所述玻璃板的厚度在从十分之几毫米至几毫米的范围中，并且，所述玻璃板的尺寸能够是几平方米。因此，必要的是，不仅在其边缘处而且在其面上分布地、在多个区域处保持和对齐相应的掩模，以便如此将由于掩模的自重而引起的挠曲减小到合理的程度。

在这种背景下，在JP002009237442A中提出了使用透明的承载板，所述承载板在面向掩模的侧上具有一个或者多个凹槽，通过所述凹槽能够在承载板和掩模之间产生真空，由此掩模被平整地压到承载板处。在此，尤其是在使用非常大的、面积为几平方米的掩模时不利的是，承载板本身变得非常大并且重并且此外还必须具有非常高的平坦度。此外不利的是，这种承载板变得生产成本极其高并且因而是不经济的。

在JP002011155108A中，可替代地提出，借助多个光学透明的板条来保持掩模。为此，每个板条具有面向掩模侧的凹槽，能够以真空来加载所述凹槽，由此掩模被吸住并且保持。在此不利的是，光学透明的板条在曝光过程期间充当光学元件，由此损害了在处理平面中的辐射的均匀性，并且，获得了局部不同的曝光结果。此外，成问题的是，板条必须在其长度上具有高的直度和平坦度以及刚度，以便在处理平面中确保了掩模的、所必需的平坦度。此外，不利的是，不能够或者仅能够非常困难地实现所提到的真空板条对掩模的适配，所述掩模具有不同数量和布置的总电路板，使得各个总电路板由于保持板条在光学的光束路径中的作用而没有被最佳地曝光。

发明内容

本发明的任务是，消除所提到的缺点并且创建一种用于掩模的曝光系统，所述曝光系统也实现了对大面积的掩模的使用，而没有损害对总电路板的曝光，所述掩模具有可选不同数量的总电路板。

为了解决这个任务，提出了在权利要求1中所说明的特征组合。本发明的、有利的设计和改型方案由从属权利要求得出。与此对应地，根据本发明提出了，掩模通过接收和保持装置与至少一个曝光单元连接并且通过低压而被保持在所述接收和保持装置上，其中，掩模通过支撑元件在平面的并且平行于所述基板的取向中得到支撑。

有利的是，曝光设备布置在真空或者低压室的一侧处，而用于掩模的接收和保持装置被安装在低压室的对置的侧处。有利地，掩模闭锁低压室的透射开口，使得获得低压效应。

特别有利的设计设置了，掩模被接收在作为接收和保持装置的保持框架中，所述保持框架优选能够被更换。因此，保持框架限制了用于辐射的穿透的框架开口，并且，能够就它而言被能够拆卸地紧固在真空室处。同时，掩模闭锁框架开口。

有利的是，保持器设置在保持框架或者暴露单元处，以用于保持和固定支撑掩模的支撑元件。有利地，在保持框架处的保持器由在框架内侧处环绕的凹槽并且由固定元件形成，所述凹槽用于移动支撑元件，所述固定元件用于将支撑元件固定在凹槽中。保持器也能够由杆状的支撑元件形成，所述支撑元件垂直于掩模地被对齐。

为了实现有利地适配掩模的、相应的结构，有利的是，支撑元件能够自由地或者可变地被定位并且固定在保持框架的开口区域中。

也有利的是，支撑元件被实施为具有相同或不同的横截面积的杆。在此，支撑元件能够设有凹部，并且能够通过凹部彼此连接以形成网格结构。

进一步的改进设置了，支撑元件通过点状或者线状的支承区域来支撑掩模。

为了实现尽可能平面的支撑，有利的是，曝光单元具有紧固元件以紧固杆状的支撑元件，所述紧固元件能够在掩模的方向上调节，所述支撑元件垂直地作用在掩模上。

对于均匀的曝光来说也是有利地，支撑元件由下述材料制成，所述材料对所使用的辐射来说是透明的。

为了不影响曝光，有利的是，在掩模划分为多个总电路板（Nutzen）的情况下，所述支撑元件在所述总电路板之间的分离区域中支撑掩模。

有利地，真空室的上侧对于待使用的辐射来说是至少部分透明的。在此，曝光设备能够穿过真空室的上侧而完整地曝光掩模，所述掩模是真空室的下侧。

此外，根据本发明地，作为单个特征或以特征组合的形式能够设置：

- 真空室的基面大于掩模的基面。

- 真空室的上侧平行于真空室的下侧地对齐。

- 真空室是长方体或者截头棱台。

- 真空室的高度与宽度之比在1：100至1：2的范围内。

- 真空室的下侧具有适配于掩模的形状的开口。

- 开口如此适配于掩模的形状，使得掩模以其外棱边均匀地放置在开口的边缘上并且闭锁这个开口。

- 掩模被低压拉到真空室的下侧处并且被保持在那里，所述低压能够在真空室中被生成。

- 借助在真空室的下侧处的、环绕的密封件，掩模在其边缘处相对于真空室被密封。

- 真空室在其下侧处具有机械装置（例如，机械的引导件和/或对齐元件和/或保持夹），以用于定位和/或固定掩模。

- 真空室的上侧至少部分地由光学透明的材料制成，例如，石英玻璃或者玻璃或者塑料。

- 上侧的、光学透明的材料示出平面平行的板。

- 上侧的、光学透明的材料包含用于光转向和/或光传导的光学元件。

- 上侧的、光学透明的材料具有波长选择性的特性，例如光学的滤光器特性。

- 上侧由多个光学透明的元件组成。

- 真空室通过连接件而与低压发生器连接。

- 真空室包括通风装置。

- 用于支撑元件的保持装置布置在用于接收掩模的框架中或者在真空室的内部中。

- 保持装置能够接收具有相同或者不同的实施的支撑元件。

- 保持装置至少部分地由对于光学的有效辐射来说透明的材料制成。

- 支撑元件由对于有效辐射来说透明的材料制成。

- 能够改变支撑元件的布置和组合。

- 支撑元件具有光学功能性。

- 支撑元件用作光导体和/或透镜。

- 支撑元件的至少部分用作镜子。

- 支撑元件被实施为板条或者条。

- 支撑元件是垂直的并且逐点地示出支撑掩模的、圆柱形或者圆锥形的杆或椎体。

附图说明

在下文中，参照在附图中示意性示出的实施例更详细地阐述本发明。附图示出：

图1在侧视图中示出了用于曝光或者照射基板的装置；

图2示出根据图1的装置的俯视图；

图3示出曝光装置的、另一个详细的侧视图；

图4在立体的、部分剖面的视图中示出了照射装置；

图5在立体视图中示出了用于掩模的、不同的支撑几何体；

图6示出了另一种支撑变体。

具体实施方式

在附图中所示处的曝光系统1包括多个细长的曝光单元2，所述曝光单元在侧向上并排布置地在室3的上侧3a处。室3在其下侧3b处具有开口3c，所述开口在运行中利用掩模100来闭锁，使得能够以低压来加载室3。为此，室3通过连接套管5和连接管线（未示出）与低压发生器（未示出）连接。在此，例如能够借助真空泵或者抽吸-鼓风机或者类似的方法来产生低压。由于根据要求在制造过程中用于曝光基板的曝光掩模100仅可以具有到基板的、在0.1mm至2mm之间的、小的距离，所述距离具有0.1mm至0.5mm的、小的公差，因此必要的是，在室3的外侧将掩模100放置在其下侧3b处并且至少将掩模100保持在那里。

对此，如在图3中所示出的，掩模100以其外棱边101环绕地放置在作为接收和保持装置的、环绕的框架6上，所述框架能够被安装到开口3c中，并且，能够通过合适的保持元件（未示出）而被紧固在其中，并且，在此形成气密的连接。在此，掩模100的外棱边101如此放置在环绕的密封元件6a上，所述密封元件6a被安装到框架6的凹槽中，使得当以低压来加载室3的内部空间时，掩模被压靠在密封元件6a处并且因而也被压靠在框架6处，并且相对于外部空间闭锁所述室。由此，在低压加载足够时也确保了，掩模100被保持在框架6处。

为了支持固定并且为了使掩模100在其位置中与框架6对齐，尤其是在更换掩模100时，此外设置了机械的保持条7和止挡边缘（未示出）或者对齐元件，所述保持条和止挡边缘或者对齐元件能够借助受控的驱动器7a来起动或者停止。在此，在小的压力下，保持条7将掩模100的外棱101如此压靠在密封元件6a处，使得随后的、对室3的低压加载能够毫无问题地进行。

由于要求将掩模100到基板200的距离及其与基板200的、平面的对齐保持在尽可能窄的限度内，尤其是就多个平方米的掩模尺寸而言设置了，在框架6的内部或者室3中如此布置并且如此实施附加的支撑元件，使得在掩模的整个面上的曝光过程基本上不受支撑元件的干扰，如下面更详细阐述的那样。

由于不同的掩模具有不同数量的总电路板和总电路板的、不同的布置，并且，总电路板通过相应的分离区域而彼此分离，因此有利的是，将支撑元件放置在总电路板之间的分离区域中。由此确保了，支撑元件不会干扰在掩模上的总电路板的、均质的曝光。

为了使支撑元件的布置适配于不同的掩模，所述掩模具有不同数量的总电路板和总电路板的不同定位，因此设置了，将支撑元件布置和固定在框架6中。如图4中所示出的，框架6为此具有例如环绕的凹槽60，杆状的支撑元件70能够以其前侧的端部插入到所述凹槽中，并且，能够利用对应的固定元件61而被固定在其中。

通过使用彼此接合的支撑元件70，可能的是，可选地实现不同的支撑几何体，例如，在图5中所示出的。在此，也可能的是，存储具有不同布置的支撑元件和支撑几何体的框架6并且根据需要更换所述框架，所述支撑元件和支撑几何体适配于相应的掩模100。

在此，支撑元件70能够被实施为薄的杆，所述杆具有圆形或矩形的横截面，使得在支撑元件的水平的安装位置时，掩模支撑在支撑元件70的、相应的边缘上。

如在图6中所示出的，为了支撑掩模以防止弯曲也能够设置，使用多个竖直布置的支撑元件80而不是水平地或者横向于辐射方向布置的支撑元件70，使得通过多个支撑点81来点状地实现对掩模的支撑。为此，支撑元件80没有被紧固在框架6中，而是单独地或共同地被紧固在保持器9处，使得所述保持器的纵向伸展基本上指向曝光单元2的有效辐射的传播方向，所述保持器布置在室3的上侧附近。为此，保持器9具有多个紧固装置9a，所述紧固装置用于分别紧固至少一个竖直的支撑件80。

在此，合乎目的的是，紧固装置9a分别设有高度调节装置，例如，微米螺栓，由此，实现了随后使相应支撑点81适配到掩模平面中，以便实现掩模在工艺平面中的、最佳的平坦度。也可能的是，分别使用对应的马达式调节装置，所述调节装置通过未特意示出的单点-或者多点-距离测量系统实现了掩模的平坦度的、自动的重新调节。

在此，在直径<1mm至> 10mm的情况下，支撑元件80具有从其在所述室的上侧附近的保持部到掩模平面的、足够的长度。在此，有利的能够是，支撑元件80在其长度的至少部分区域中（优选在掩模支承件的区域中）设计成锥形。由此，创建了在多个单点处支撑掩模的可能性，使得使由于支撑元件80而造成的、对曝光的损害被最小化。为此，支撑元件80的尖端81例如被设计为平坦的面或者球形面或者自由形状的面，以便最小化对掩模100的机械损伤，所述机械损伤由在掩模100上的单点上的、大的、压力造成。在此，合乎目的的能够是，在掩模100上的支撑点81也放置在总电路板的分离区域中，并且，平面地扩大支撑点81的支承面积，以便进一步降低损坏掩模的风险。

曝光单元2本身包含一个或多个辐射发生器，例如白炽灯或者气体放电灯或者半导体发射器或者LED或者激光器或者类似的、用于电磁辐射的发生装置，所述辐射发生器在所需要的发射范围内发射足够的辐射功率。在此，辐射能够在EUV、VUV和/或UV范围内和/或在视觉的和/或红外的范围内。

例如，如果曝光过程需要UV-辐射，则曝光单元2能够具有例如一个或多个作为辐射发生器的汞灯2b，所述汞灯的辐射在背离曝光窗口2d的侧上具有附加的反射器2c，以便提高整体的效率（图3）。由于尤其是中压-和高压-汞灯辐射从UV至红外的、宽的光谱，在此对于曝光所必需的能够是，例如通过使用光学元件来仅选择特定的波长范围。为此，例如，反射器2c被实施为电介质镜，所述电介质镜几乎仅反射所需要的光谱范围，而曝光窗口2d被实施为电介质滤波器，所述电介质滤波器几乎仅允许所需的光谱范围通过。

在此，曝光单元2如此布置在室3上方，使得所发射的辐射通过曝光窗口2d进入室3的内部，并且，在下侧3b上通过开口3c撞击到掩模100上，并且，在透明的区域处穿过掩模100而撞击到基板200上，所述基板在室3外部被直接定位在掩模100下方。

Claims (9)

1.用于曝光 基板（200）的装置，所述装置具有至少一个曝光单元（2）和掩模（100），所述曝光单元包括用于电磁辐射的辐射发生器（2b），所述掩模对所述电磁辐射来说至少局部是透明的，以用于将包含在所述掩模（100）中的结构或者信息传输到所述基板（200）上，其中，所述掩模（100）通过支撑元件（70、80）在平面的并且平行于所述基板（200）的取向中得到支撑，其中，所述掩模（100）通过接收和保持装置（6）与所述至少一个曝光单元（2）连接并且通过低压而被保持在其上，其特征在于，所述至少一个曝光单元（2）布置在低压室（3）的一侧处，并且，所述接收和保持装置（6）以及所述掩模（100）布置在所述低压室（3）的、对置的另一侧处，其中，所述掩模（100）闭锁所述低压室（3）的透射开口（3c），并且，所述支撑元件（70、80）通过线状的或者点状的支承件来支撑所述掩模（100），所述支承件在所述透射开口（3c）的区域中，掩模（100）以其外棱边（101）环绕地放置在作为接收和保持装置（6）的环绕的保持框架上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述掩模（100）被容纳在能够更换的保持框架中。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，设置保持器（60、61；9），以用于接收并且固定支撑所述掩模（100）的所述支撑元件（70、80）。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑元件（70、80）能够可变地被定位并且固定在所述保持框架中。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑元件（70、80）被实施为杆，所述杆具有相同或者不同的横截面积。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑元件（70、80）设有凹部，并且，能够通过所述凹部彼此连接以形成网格结构。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述曝光单元（2）具有紧固元件以紧固杆状的支撑元件（70、80），所述紧固元件能够在所述掩模（100）的方向上调节，所述支撑元件垂直地作用在所述掩模（100）上。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支撑元件（70、80）由下述材料制成，所述材料对所使用的辐射来说是透明的。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述掩模（100）被划分为多个总电路板，并且，所述支撑元件（70、80）在所述总电路板之间的分离区域中支撑所述掩模（100）。

Images